JP2013215057A - Stator fixing structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機のステータをハウジングに固定する構造に関する。 The present invention relates to a structure for fixing a stator of a rotating electrical machine to a housing.
一般に、回転電機のステータコアは、複数の分割コアを円環状に積層してなる。そして、ステータコアの固定手段としては、円環状のステータコアの外周径と略同一の内周径を有する保持リングにステータコアを圧入するか又は焼き嵌めする技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Generally, a stator core of a rotating electrical machine is formed by laminating a plurality of divided cores in an annular shape. As a stator core fixing means, a technique is disclosed in which the stator core is press-fitted or shrink-fitted into a holding ring having an inner peripheral diameter substantially the same as the outer peripheral diameter of the annular stator core (see, for example, Patent Document 1). ).
すなわち、従来技術によれば、回転電機のステータコアはその外周面から中心方向に圧締されるので、円環状ステータコアを構成する楔形状の各分割コアはその周方向へ相互に押圧されて固定されるのである。 That is, according to the prior art, the stator core of the rotating electrical machine is pressed in the center direction from the outer peripheral surface thereof, so that the wedge-shaped divided cores constituting the annular stator core are pressed and fixed to each other in the circumferential direction. It is.
しかしながら、回転電機のステータコアを従来技術により固定した場合、各分割コアには周方向の圧締力に基づく圧縮応力が作用する。その圧縮応力の方向は、ステータコアの磁束の発生方向と一致するため、ステータコアにおけるヒステリシス損が増加したり、電磁鋼板からなる分割コアが座屈したりする問題が発生する。また、ステータコアと保持リングとのそれぞれの熱膨張率の相違により分割コアの圧締力が不足し、ステータコアの固定が不安定になる虞がある。 However, when the stator core of the rotating electrical machine is fixed by the conventional technique, a compressive stress based on a circumferential pressing force acts on each divided core. Since the direction of the compressive stress coincides with the direction of magnetic flux generation of the stator core, there arises a problem that the hysteresis loss in the stator core increases and the split core made of the electromagnetic steel plate buckles. Further, due to the difference in thermal expansion coefficient between the stator core and the retaining ring, there is a possibility that the clamping force of the split core is insufficient and the fixing of the stator core becomes unstable.
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、ステータコアを軸方向に安定的に固定することができるステータの固定構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a stator fixing structure capable of stably fixing a stator core in the axial direction.
上記目的を達成するためになされた請求項1に記載の発明は、円筒状のステータコア(11)と、軸方向一端に底面(2,20)をもつ円筒状を有し、前記底面(2,20)に前記ステータコア(11)の軸方向一方側端面が当接するように前記ステータコア(11)が内部に挿入される保持筒(1)と、前記ステータコア(11)の軸方向他方側端面が当接する円環状の当接部(16,160)を有し、前記保持筒(1)とともにハウジング(17)に締着され前記ステータコア(11)を軸方向に圧締する円環状の押さえ部材(5)と、前記当接部(16,160)の内周端部を分割するように設けられたスリット(10)とを備えることを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、ステータコア(11)の端面に当接する押さえ部材(5)の当接部(16)は、複数のスリット(10)を備えるので、ステータコア(11)の軸方向の圧締力をステータコア(11)の周方向の位置に応じて調整することができ、ステータコア(11)を安定的に軸方向に固定することができるという優れた効果を奏する。 According to this configuration, the abutting portion (16) of the pressing member (5) that abuts on the end surface of the stator core (11) includes the plurality of slits (10), and thus the axial clamping force of the stator core (11). Can be adjusted according to the circumferential position of the stator core (11), and the stator core (11) can be stably fixed in the axial direction.
以下、本発明を具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, parts corresponding to each other in all the drawings in this specification are denoted by the same reference numerals, and description of the overlapping parts will be omitted as appropriate.
本実施形態の回転電機のステータは、ステータコア11のスロット13に図示しないコイルが卷回されてなる円筒状体である。ステータコア11は保持筒1に挿入され、その一方の端面は保持筒1の底面2,20に当接する。ステータコア11の他方の端面は、ステータコア11を収容した保持筒1に蓋をするような押さえ部材5に当接する。
The stator of the rotating electrical machine of the present embodiment is a cylindrical body formed by winding a coil (not shown) in the
保持筒1及び押さえ部材5は、それぞれの取付孔8が連穿される状態でハウジング17にボルト9によって締着される。このとき、保持筒1の鍔7と押さえ部材5の鍔7との間には、図4,5に示すように、僅かな間隙Gが生ずるようにステータコア11の軸方向の寸法及び保持筒1の深さ寸法が設定されている。そのため、ボルト9の締着力によってステータコア11には軸方向の圧締力が付与される。この構成により、ステータコア11はハウジング17に固定される。また、ハウジング17は、ステータコア11の中心孔内壁に接近して回転する円柱状の図示しないロータをステータコア11の中心軸に軸支する。
The
保持筒1は、その軸方向一方端に底面2,20と開口部3を有し、その他方端に、取付孔8が穿孔された複数の鍔7を有する円筒状体である。保持筒1の他方端近傍の筒状部分には、拡径された段部4が形成されている。
The
ステータコア11は、電磁鋼板又は圧粉鉄心からなる複数の分割コア12を円環状に積層したものである。ステータコア11は、保持筒1の段部4を除く内周部分に挿入できるようにその直径が設定されているので、ステータコア11の端面が保持筒1の底面2,20に当接可能となる。
The
押さえ部材5は、ステータコア11の直径とスロット13の谷径との中間寸法の内径と、保持筒1の直径に略等しい外径とを有する円環板を備える。押さえ部材5の円環板の外周には、複数の鍔7が径方向に突設されている。鍔7には、保持筒1の取付孔8と連穿されるように取付孔8が穿孔されている。押さえ部材5の円環板には、ステータコア11の外径より僅かに大きい内径と、保持筒1の段部4の内径より僅かに小さい外径とを有する円筒部6が円環板と同芯に立設されている。円筒部6が保持筒1の段部4に挿入されて、円筒部6及び保持筒1の鍔7同士を当接させたとき、円筒部6の先端面が段部4の段差面に当接しないように、円筒部6の高さ寸法及び段部4の幅寸法が設定されている。円環板の円筒部6が立設された側であって円筒部6の内周から内径側の面は、ステータコア11の端面が当接する円環状の当接部16,160である。
The
押さえ部材5の当接部16,160には、当接部16,160の内周端部を分割するようにスリット10が円周上に等間隔で刻設されている。スリット10は、分割コア12同士が円周方向で当接する位置に対応するように設けられる。スリット10の形状は、茸状として図示したが、各スリット10間で形成される押圧片18が個々に変位可能であれば如何なる形状であってもよい。押圧片18は、各分割コア12の端面を個々の高さに応じて変化するような力で押圧することができる。このように、一の押圧片18が一の分割コア12と対応するように各スリット10を設けることが好ましい。しかしながら、一の押圧片が複数の分割コアを押圧するようにスリットを設けてもよい。また、一の押圧片が押圧する分割コアの数は、一定のものであってもよいし任意に変化するものであってもよい。
In the
図4は、ステータコア11の保持構造を、図2のA部を拡大して示すものである。
ステータコア11の軸方向断面は台形状を現し、その両テーパ面14,15をそれぞれ押圧する底面2及び当接部16は、両テーパ面14,15とそれぞれ同一のテーパ角度を有する。両テーパ面14,15のテーパは、スロット13の谷に相当する台形状の上底がステータコア11の中心軸側となるような角度である。すなわち、すり鉢状に窪んだテーパ面14及びテーパ面15を、各面と同じテーパ角度を有する底面2及び当接部16でそれぞれ圧締するので、ステータコア11にはその外方向の矢印で示す外方力が作用する。この外方力は、図示しないロータの磁気吸引力と対抗するので、ステータコア11の円筒度を向上させるとともに、ステータコア11の固定力を向上させる。
FIG. 4 shows the holding structure of the
The axial cross section of the
図5は、ステータコア110の保持構造の他の形態を、図2のA部を拡大して示すものである。
ステータコア110の軸方向断面は台形状を現し、その両テーパ面140,150をそれぞれ押圧する底面20及び当接部160は、両テーパ面140,150とそれぞれ同一のテーパ角度を有する。両テーパ面140,150のテーパは、スロット13の谷に相当する台形状の下底がステータコア110の中心軸側となるような角度である。すなわち、円錐台状に突出したテーパ面140及びテーパ面150を、各面と同じテーパ角度を有する底面20及び当接部160でそれぞれ圧締するので、ステータコア110にはその内方向の矢印で示す内方力が作用する。この内方力は、分割コア12を周方向に圧締して分割コア12相互の密着性を向上させるので、磁路の磁気抵抗が減少して回転電機の効率向上に寄与する。なお、内方力の方向は、従来技術におけるステータコアの径方向の圧締力と同一の方向である。しかしながら、内方力は、ステータコア110の軸方向両端部に集中して発生し、中央部には殆ど存在しないとともに、軸方向の圧締力の比較的小さいテーパ角度による分力として生ずるものであることから、内方力は従来技術の圧締力とは異なるものである。
FIG. 5 shows another form of the holding structure of the
The axial cross section of the
以上詳述したことから明らかなように、本実施形態のステータの固定構造によれば、円筒状のステータコア11と、軸方向一端に底面2,20をもつ円筒状を有し、前記底面2,20に前記ステータコア11の軸方向一方側端面が当接するように前記ステータコア11が内部に挿入される保持筒1と、前記ステータコア11の軸方向他方側端面が当接する円環状の当接部16,160を有し、前記保持筒1とともにハウジング17に締着され前記ステータコア11を軸方向に圧締する円環状の押さえ部材5と、前記当接部16,160の内周端部を分割するように設けられたスリット10とを備える。そのため、ステータコア11の軸方向の圧締力をステータコア11の周方向の位置に応じて調整することができ、ステータコア11を安定的に軸方向に固定することができるという優れた効果を奏する。
また、前記ステータコア11は、分割コア12を円環状に積層してなり、前記スリット10は、前記分割コア12同士の当接面に対応する位置に設けられるので、分割コア12毎に圧締力を調整することができ、ステータコア11を安定的に固定することができるという優れた効果を奏する。
また、ステータコア11の軸方向断面は台形状を現し、その両テーパ面14,15をそれぞれ押圧する前記保持筒1の底面2及び当接部16は、両テーパ面14,15とそれぞれ同一のテーパ角度を有し、両テーパ面14,15のテーパは、前記台形状の上底がステータコア11の中心軸側となるような角度である。そのため、ステータコア11に作用する外方力は、ステータコア11の円筒度を向上させるとともに、ステータコア11の固定力を向上させるという優れた効果を奏する。
また、ステータコア110の軸方向断面は台形状を現し、その両テーパ面140,150をそれぞれ押圧する前記保持筒1の底面20及び当接部160は、両テーパ面140,150とそれぞれ同一のテーパ角度を有し、両テーパ面140,150のテーパは、前記台形状の下底がステータコア110の中心軸側となるような角度である。そのため、ステータコア110に作用する内方力は、分割コア12を周方向に圧締して分割コア12相互の密着性を向上させるので、磁路の磁気抵抗が減少して回転電機の効率が向上するという優れた効果を奏する。
また、押さえ部材5は円筒部6を備えるので、押さえ部材5の剛性が向上するとともに、ステータコア11の締着力のバラツキが低減するという優れた効果を奏する。
As is clear from the above detailed description, according to the stator fixing structure of the present embodiment, the stator has a
Further, the
Further, the axial cross section of the
In addition, the axial cross section of the
In addition, since the
なお、本発明は、当業者の知識に基づいて様々な変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものを含む。また、前記変更等を加えた実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りいずれも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。 In addition, this invention includes what can be implemented in the aspect which added various change, correction, improvement, etc. based on the knowledge of those skilled in the art. Further, it goes without saying that any of the embodiments to which the above-mentioned changes are added is included in the scope of the present invention without departing from the gist of the present invention.
1 保持筒
2、20 底面
5 押さえ部材
10 スリット
11 ステータコア
12 分割コア
16,160 当接部
17 ハウジング
DESCRIPTION OF
Claims (6)
軸方向一端に底面(2,20)をもつ円筒状を有し、前記底面(2,20)に前記ステータコア(11)の軸方向一方側端面が当接するように前記ステータコア(11)が内部に挿入される保持筒(1)と、
前記ステータコア(11)の軸方向他方側端面が当接する円環状の当接部(16,160)を有し、前記保持筒(1)とともにハウジング(17)に締着され前記ステータコア(11)を軸方向に圧締する円環状の押さえ部材(5)と、
前記当接部(16,160)の内周端部を分割するように設けられたスリット(10)と、
を備えることを特徴とするステータの固定構造。 A cylindrical stator core (11);
The stator core (11) has a cylindrical shape with a bottom surface (2, 20) at one end in the axial direction, and the stator core (11) is located inside such that the end surface on one side in the axial direction of the stator core (11) contacts the bottom surface (2, 20). A holding cylinder (1) to be inserted;
The stator core (11) has an annular contact portion (16, 160) with which the other end surface in the axial direction abuts, and is fastened to the housing (17) together with the holding cylinder (1) to attach the stator core (11). An annular holding member (5) that is axially clamped;
A slit (10) provided to divide the inner peripheral end of the contact portion (16, 160);
A stator fixing structure comprising:
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